典型工业城市大气臭氧来源解析：聚焦煤化工产业在臭氧生成中的关键作用

这篇研究通过PMF-OBM（正矩阵分解模型-观测模型）耦合方法，首次系统解析了煤化工(CCI)主导型工业城市臭氧(O3)的生成机制。研究发现烷烃（占VOCs70%）尤其是C4-C5组分通过促进RO2?（过氧自由基）循环和Criegee中间体生成，显著加速O3形成，其中工业源贡献达48%。研究为煤化工城市制定VOCs（挥发性有机物）精准管控策略提供了科学依据。

　　

Highlighting the role of coal chemical industry in ozone formation

聚焦煤化工产业在臭氧生成中的关键作用

VOCs concentration and component characteristics

VOCs浓度与组分特征

采样期间，污染物(VOCs、NO₂、O₃)浓度呈显著昼夜波动（图2）。最大8小时臭氧浓度(MDA8 O₃)持续超过国家标准限值(160 μg/m3)，表明该时期为典型臭氧污染事件。相关性分析显示O₃与NO₂呈显著负相关，而烷烃占比高达70%，其中异丁烷和正丁烷浓度远超中国其他工业城市，这些特征性组分直接指向煤基氮肥生产活动。

Conclusions

结论

本研究首次通过PMF-OBM耦合模型揭示：

1. 1.

   煤化工排放的C4-C5烷烃通过生成RO₂?（过氧自由基）驱动自由基链式反应，如同"臭氧工厂的加速器"；

2. 2.

   烯烃（特别是C4-C5）与O₃反应产生Criegee中间体，瞬间分解为大量RO_x自由基（包括OH?、HO₂?等），形成"自由基风暴"；

3. 3.

   工业源贡献率(48%)显著高于机动车(34%)，证实煤化工是臭氧污染的核心推手。

CRediT authorship contribution statement

作者贡献声明

胡冬梅：研究设计/论文审阅；陶秋红：数据采集/初稿撰写；牛跃原：方法论指导；闫玉龙：概念构建/项目管理；闫雯：实验执行；龚兴晓：模型验证；彭琳：质量监督。

Declaration of competing interest

利益冲突声明

作者声明无任何可能影响研究结果的财务或个人利益冲突。

Acknowledgments

致谢

研究受国家自然科学基金(42342022)、大气重污染成因攻关项目(DQGG202109)和国家重点研发计划(2023YFC3709500)资助。